1. Transport multimodal de marfa

5/20/2018 1. Transport multimodal de marfa

1/45

UNIVERSITATEA POLITEHNICA din BUCURETI

Facultatea de TransporturiMasterLogistica Transporturilor

Reele Hub and Spoke n transportul

intermodal de marf

Coordonator tiintific:Prof. Dr. Ing. erban Raicu

Masterand:Ciofalc Adrian-Cosmin

Bucureti

2014


2/45

2

CUPRINS

Capitolul 1. Introducere 4

1.1. Considerente teoretice introductive cu privire la reelele hub

and spoke

4

1.1.1. Definirea problemei 41.1.2. Conceptul hub and spoken transport intermodal 5

1.1.3. Concepte hub and spoken alte transporturi de marf i

industrii

7

1.2. Concluzii 10

Capitolul 2. Obiectivele lucrrii 11

Capitolul 3. Localizarea i organizarea sistemului de transport de tip hub and spoke 12

3.1. Considerente introductive 12

3.2. Transbordri de marf n terminale rutier-feroviar i feroviar-

feroviar

12

3.3. Standardizarea 13

Capitolul 4. Operaii de schimb n Hub- descrierea sistemului 14

4.1. Analiz sistemului 14

4.2. Cadrul analitic 15

4.3. Colectarea de date 16

4.4. Descrierea componentei de cerere 16

4.5. Loturi de trenuri i relaii de schimb i transbordare 17

4.6. Numrul loturilor i mrimea unui lot pe zi 18

4.7. Lungimea unui tren 18

4.8. Tipul i mrimea unitii de ncrctur sau a vagonului 19

4.9. Numrul de uniti de ncrctur i de vagoane pe tren 19

4.10. Ordinea de ncrcare 19

4.11. Programul de sosiri al trenurilor 20

4.12. Programul de expediere al trenurilor 21

4.13. Tipul de traciune 21

4.14. Descrierea componenei de resurse a sistemului 214.15. Infrastructura i resursele noilor terminale hub 21

4.16. Descrierea componenei de proces 22

4.17. Operaiile de schimb n noile hub-uri 22

4.18. Operaii de schimb n terminale rutier-feroviar 24

4.19. Elemente de relaie i criterii de performan 24

4.20. Concluzii 26


3/45

3

Capitolul 5. Conceptele de modelare n terminale hub 29

5.1. Introducere 29

5.2. Modelarea cereri 29

5.3. Modelarea accesului trenurilor n terminale 31

5.4. Modelarea resurselor i proceselor (infrastructura, echipamenti for de munc)

32

5.5. Modelarea computerizat 32

5.6. Evaluarea costurilor 33

5.7. Concluzii 35

Capitolul 6 Exemplu de modelare a unei reele de tip hub and spoke 37

Listfiguri 43

Bibliografie 44


4/45

4

Capitolul 1. Introducere

1.1. Considerente teoretice introductive cu privire la reelele hub and spoke

1.1.1. Definirea problemei

Transportul intermodal de marf poate fi definit ca fiind operaiunea de deplasare abunurilor prin intermediul unei aceiai uniti de ncrctur, fiind folosite diferite modurisuccesive de transport (Conferina European a Ministerului de Transporturi, 1993).Trendul actualn cea ce privete operaiunile intermodale i companiile feroviare, este acela de a fi mbuntiteactivitile din care rezult o valoare optim cost-beneficiun sistemulpoint-to-point(punct ctrepunct). Acest sistem presupune ca ntreag ncrctur mbarcat nterminalul de origine s aibaceiai destinaie. Acest model este eficient doar dac exist n mod constant o cantitate mare demarf care se transport ctre aceiai destinaie.Transportul intermodal este din punct de vedere al costului i are o poziie puternic pepia. Pieele de marf tradiionale pentru transportul intermodal sunt constituite de obicei dinfluxuri mari transportate pe distante considerabile, n porturi i fluxuri ntre fabrici i depoziteleacestora (CARDEBRING, 2002). Cu toate c deine o poziie bine stabilit pe pia, transportulintermodal reprezint doar 5% din cantitatea de marf transportat pe pia european n acestmoment exprimat n tone-km (SAVY & AUBRIOT, 2005). Acest fapt reflect o cot de piarelativ redusfa de restul pieei. Dei n prezent transportul intermodal are un rol bine stabilit npia, nu se ntrevede n viitorul apropiat o cretere a acestui segment de activitate. O potenialcretere este legat de creterea fluxului de trafic pe distane medii (ntre 200 i 500 de km),pentru produsele perisabile sau de valoare ridicat i de asemenea pentru fluxuri de trafic carenecesit vitez, siguran i flexibilitate.

Sistemul de transport cum ar fi cel de marf, cltori, coletrie sau chiar telecomunicaii,necesitde cele mai multe ori utilizarea unei reele hub and spokecare saibun design adecvati un echilibru bun ntre pre i calitatea serviciului. Se obin astfel operaiuni economicecompetitive. De asemenea, consumatorii prezinto cerere n cretere pentru produse i deservirirapide i sigure, cu servicii de genul livrare ntr-o zi sau cltorii de business i n interes personal.Acest lucru face mai dificilgsirea unui design eficient, dar gsirea unui astfel de model esteextrem de importantpentru o companie de transport pentru a putea fi competitiv. n orice caz,

situaiile din viaa real sunt complicate, dinamice i de cele mai multe ori cer rezolvareaanumitor evenimente aleatorii. De aceea, modelarea unei reele hub and spokeoptime este foartedificil. Din aceasta cauz, un numr mare de cercettori adopt simplificri cu privire lacomportamentul sistemului pentru, a permite crearea de modele matematice care pot avea orezolvare optim sau aproape optim n practic. Unele presupuneri i simplificri pot duce larezultate slabe n design-ul reelei.


5/45

5

Implementarea reelelor hub and spoke n transporturi reprezint o soluie potenial nvederea creterii cererii de transport intermodal (BEISLER, 1995; European Comision, 1997;CARDEBRING, 2002). Reelele de tip hub and spokedifer de sistemul tradiional feroviar ncare un convoi de vagoane are acelai plan de cltorie n timp ce acesta strbate reeaua detransport. Sistemul hub and spoke introduce principiul de organizare a trenurilor n grupuri cusosiri

i expedieri sincronizate n concordan

cu nevoile transportului de mrfuri.

Interesul cercettorilor din industria transporturilor asupra reelelor de tip hub and spokeeste relativ recent din punct de vedere al aplicrii acestora n transportulferoviar. La origini, acestsistem a fost dezvoltat n principal pentru transportul aerian de cltori.

n figura 1 a), b) i c), sunt prezentare sugestiv aspectele reelelor de tip conectat ntotalitate, cu alocare simpl cu design hub and spoke, respectiv cu alocare multipl cu designhub and spoke.

Figura 1. Exemplu de reea conectat n totalitate, cu alocare simpl cu design hub and spoke i cu alocare

multipl cu design hub and spoke.

1.1.2.

Conceptul hub and spoken transport intermodal

O reea hub and spokeeste definiteprin particularitatea ctrenurile cu uniti de ncrcaresunt expediate din staiile de origine ctre staiile de destinaie trecnd printr-un hub (nod central),loc n care fluxurile de marf sunt reorganizate (prin operaiuni de manevr, sau n fluxuriprestabilite n care mrfurile sunt mbarcate pe vagoane cu destinaie prestabilit) n trenuri nfuncie de destinaia final (figura 2). Acest hub are rolul unei operaiuni de schimb ce seefectueazntre grupuri de trenuri. Sosirile i expedierile sunt sincronizate ntr-un anumit intervalde timp n funcie de nevoilepredtoruluimrfii i de materialul rulant pe care l are la dispozi ieoperatorul de transport feroviar (KREUTZBERGER, 1999).

Aceste hub-uri de schimb sunt dotate cu seturi de echipamente i organizare pentru asatisface nevoia de descrcare i ncrcare a unitilor standardizate pentru diferite moduri detransport. De exemplu, n aceste hub-uri pot fi realizate operaiuni de transfer (transbordare amrfurilor)de tip feroviar-rutier, feroviar-feroviar i aa mai departe.


6/45

6

Figura 2. Exemplul unei reele simple hub and spoke

Principalele avantaje pe care le ofer reelele hub and spoken comparaie cu sistemul clasicpunct la punct (point to point) le constituie frecvena ridicat a serviciului de transport pefiecare relaie n parte, precum i un numr mai mare de relaii de transport. n cazul n caresistemul point to point este nlocuit cu un sistem hub and spoke, fiecare terminal origine poatedeservi mai multe destinaii, cum ar fi trei destinaii n loc de una cu un acelai numr de trenuri.Datorit gruprii de fluxuri pentru diferite destinaii, la un terminal de origine, valoare de prag perelaie de transport va fi mai mic n cazul hub and spoke. De asemenea, acolo unde sistemulpointto pointnu este eficient, un rezultat benefic al implementrii sistemului hub and spokear mai ficreterea conectivitii i faptul c acelai numr de trenuri va transporta un numr mai mare deuniti de ncrctur. Rezult astfel o reducere a costului pe unitatea de ncrctur i o creteresemnificativ a fervenei transportului.

Datorit schimburilor produse n hub-uri, fiecare tren care este expediat din terminalul deorigine,poate fi ncrcat cu uniti uniformizate pentru toate destinaiile din reea. Astfel, n loculunui singur parcurs direct la staia de destinaie, realizat cu un singur tren special afectat acestuiscop, ar putea fi deservire mai multe staii situate n zona terminal, fr a fi necesar o cretere afrecven

ei trenurilor. De asemenea, pentru a reduce costurile pot fi utilizate trenuri cu numr mai

mare de vagoane. Singurul dezavantaj al acestui sistem, este faptul c operaiunile de schimb ceau loc n hub-uri, conduc la apariia unor timpi i costuri suplimentare, elemente ce reduc dinavantajele menionate anterior.

n afara ctorva state care utilizeaz de mult timp acest sistem (n special Frana iGermania), n anii 90' n Europa cu devenit operaionale trei hub-uri internaionale. Unul estesituat n localitate Metz n Frana, al doilea la Herne n Germania i ultimul la Muizen n Belgia.n mod normal trenurile sunt supuse operaiilor de manevr i triere n funcie de situaie i ruta detransport. Aplicarea acestor reele relevdiferite avantajeprintre care se numrdeservirea rapida unor fluxuri de marf mai mici. n Europa opera iunile de manevr constituie o partesemnificativ din timpul total de tranzit al trenurilor. n urma unor calcule, VOGTMAN iFRANKE (2000) au ajuns la concluzia coperaiunile de manevr i triere din hub-ul feroviar dinMetz pot dur de la cteva ore pn la zile zile, n funcie de tren i de marfa care trebuiemanipulat.

Aceste hub-uri pot ns s diminueze aceste perioade de timp cu ajutorul ncrcturilorstandardizate, fie c ne referim la uniti de ncrctur de dimensiuni mai mici (palei) sau unitide ncrctur mai mari (containere). Astfel, poate fi efectuat transferul rapid, fie c vorbim de


7/45

7

pstrare aceluiai modul de transport (feroviar - feroviar), sau de schimbarea modului (feroviar-rutier). Studiile demonstreaz faptulc noile sisteme de tip hub and spoke sunt mai eficiente ncomparaie cu vechile staii de triere (Comisia European, 1997; JOURQUIN, 1999;BONTEKONING & TRIP, 2004). Cu toate acestea, n prezent nu dispunem de un studiuaprofundat comparativ pentru a determina diferenele de cost dintre noile sisteme hub and spokeivechile sisteme point to point din sta

iile de manevr

i triere. Pu

inele studiile axate pe noile

terminale hubabordeaz preponderent elementele de design i dimensionare aacestora (aezareautilajelor, grupare etc) (ALICKE, 1999, 2002; MEYER, 1998; BOSTEL, 1996). Simulrile imodelele analitice au fost efectuate pentru a determin capacitatea, n vederea dimensionriiterminalelor i a echipamentelor, n condiiile unui numr specific de trenuri i unitistandardizate, pentru un program de sosiri cunoscut. Au mai fost studiate aspecte legate de modulde evoluie a proceselor ntr-un terminal hubpentru diferite loturi de trenuri, cu ncrcturistandardizate, dar diferite i cu un program neregulat de sosiri (figura 3).

Operaiile de manevr i triere, mai ales cele n staii cu cocoaa de triere, au fost studiatemult mai intens dect aceste modele noi cu terminale hub(PETERSEN, 1977; DAGANZO, 1983;

FERGUSON, 1993; TIMIAN, 1994; KRAFT, 2000 i 2002). n orice caz, operaiile de manevrsunt foarte comune pentru sistemul feroviar, n timp ce aplicarea i implementarea practic asistemelor hub and spoke intermodale cu trenuri organizate n loturi i operaiuni de schimborganizate, este doar la nceput.

Figura 3. Transformarea unei reele de tip point to poin tn una hub and spoke

1.1.3. Concepte hub and spoken alte transporturi de marf i industrii

Reelele hub and spokecu operaii de transfer realizate la un hub, sunt aplicate n industrialivrrilor de colete, industria less than a truck load (mai puin de un camion) i n industria deretail. De asemenea, porturile i terminalele de tip feroviar-rutier sunt considerate ca fiind tot hub-


8/45

8

uri. Comparaia este bazat pe elementele specifice sistemului hub and spoke i anume,organizarea sistemului, tipul de unitate procesat, nivelul de sincronizare a sosirilor, echipamentulde manipulare a mrfii i tipurile de procese.

Less than truck load i industria uoar

Diferen

ele dintre cele dou sisteme de transport sunt urmtoarele:

- diferena funciei operaiei de transfer. Dac la transportul intermodal scopul hub-ului estede a primi trenuri cu ncrctur cumultiple destinaii i de a expedia trenuri cu o singurdestinaie, n acest caz (LTL i coletrie) autotrenurile care intrn terminal, nu fac schimbde ncrctur ntre el, cum are loc n cazul trenurilor. Rolul autotrenurilor este doar acela dea aduce marf de le distane mari i de a o livra ctre hub, de unde este redistribuie cu unitide ncrcturmai mici (dube, pick-up etc.);

- unitatea procesat.Unitile procesate sunt diferite din punct de vedere al principiului destandardizare n transportul intermodal i feroviar, sunt omogene ca mrime i form. nacelai timp, n acest caz uniti mai mici de ncrcarepot fi constituite n palei, iar paleiin uniti standardizate mai mari. Acest fapt complic procesarea mrfurilor i conduce lanecesitatea alocriiunor resurse mai mari.Industria de coletrie

Diferenele n acest caz, ar fi urmtoarele:- Funcia operaiei de transfer este diferit pe baza aceleai argumente menionate anterior;- n ceea ce privete industria de coletrie, procesul de sortare este unul continuu, spre

deosebire de cel discret ntlnit n cazul macaralelor i locomotivelor.Industria de coletrie de tip rutier-aerian

Aceast categorie este similar cu cea de tip rutier-rutier. Exist o serie de diferene tipice.Elementul similar este constituit din faptul c mrfurile ajung cu ajutorul autotrenurilor, iarcoletele sunt introduse n procesul de sortare. Diferena principal const n faptul c autotrenurilesunt programate s ajung ntr-un anumit interval orar cu scopul de a folosi ct mai eficient bandtransportoare, precum i capacitile disponibile de sortare. Se realizeaz astfel un orar similar cucel aerian, care are caracteristici mult mai stricte.

Diferenele prezenta n acest caz sunt urmtoarele:- Funcia de transfer este similar cu cea pentru industria de coletrie, dei avioanele au

funcia unor autotrenuri mai mari (din punct de vedere figurativ);-

Sortarea este un proces continuu cu benzi transportoare fa de cel discret cu macarale ilocomotive;- Unitatea procesat. Dou tipuri de uniti de ncrctur sunt procesate, colete i containere

pentru transportul aerian. Procesul de consolidare i deconsolidare se compar cu cel dinsistemul feroviar-feroviar.


9/45

9

Operaii n terminale marine

Operaiile n terminalele marine au loc ntre mai multe moduri de transport cum ar fi:maritim-rutier, maritim-feroviar etc. De obicei marfa este uniformizata cu ajutorul containerelor.Containerele sunt aduse maritim i pleac n teritoriu de obicei cu mijloace de transport terestrectre diferitele destinaii. Sortarea mrfii se face n funcie de destinaie i de modul de transportcare urmeaz a fi folosit. Tipic pentru schimburile ntre aceste moduri de transport este ccontainerele n port sunt depozitate nainte s fie trimise pe modurile de transport terestre. Timpulde depozitare poate varia ntre una i 6 zile. Acest lucru se ntmpl deoarece disponibilitateasincronizat a mijloacelor de transport este destul de rar, pentru c este foarte greu de organizat.

Funciile de schimb ntre fluxuri sunt gestionate cu ajutorul terminalelor individuale pentrufiecare mod de transport. Astfel fiecare mod de transport pe care urmeaz s se fac transbordareaare terminalul sau.

Echipamentele folosite sunt macarale speciale folosite la ncrcarea i descrcarea vaselor,dispozitive de ridicare, camioane platform i vehicule ghidate autonom.

Diferenele prezente n acest caz sunt urmtoarele:-

funciile operaiei de transfer n transportul intermodal. Scopul unui hubeste de a primitrenuri cu multiple destinaii i de a expedia trenuri cu o singur destinaie. n hub-urile portunitile de ncrctur nu sunt direct trecute n mijloacele de transport. Se urmre te nprimul rnd eliberarea mijlocului de transport maritim, dup care se continu cu sortarea iredistribuirea unitii de ncrctur ctre alte moduri i mijloace de transport;

- nivelul de sincronizare la sosirile n hub-ul. n terminalul marin unitile de transport alediferitelor moduri nu sunt sincronizate pe un interval mic de timp aa cum se ntmpl noperaiile de schimb ferovia aferovia, pentru c este mult prea complex pentru a seorganiza. Dimpotriv, stivuirea intermediar a containerelor ntrerupe fluxul de schimb.

Operaiuni n terminale rutier - feroviare

Un terminal rutier - feroviar are funcii de colectare i distribuire pentru unitile dencrctur dintr-o anumit zon. Unitile de ncrctur sunt ncrcate n tren, care se deplaseazla un terminal rutier - feroviar ntr-o alt zon de activitate. La acest nou terminal unitile dencrctur sunt redistribuite folosind echipamente specifice cum ar fi macarale i stivuitoare.

Autotrenurile ajung la terminal pentru a efectua urmtoarele operaii:- aducerea unitilor de ncrctur;- ridicarea unitilor de ncrctur;- ambele opera

ii de mai sus.

Trenurile ajung la terminal pentru a aduce sau a ridica uniti de ncrctur. Sosiriletrenurilor i a autotrenurilor de obicei nu sunt sincronizate. Autotrenurile care livreaz unitile dencrctur ajung de obicei dup sosirea trenului pentru a putea minimiza durat pe care o petrecn terminal. Livrarea combinat i ridicarea unitilor de ncrctur a unui singur autotren suntfoarte rar relaionate doar de un singur tren.


10/45

10

1.2. Concluzii

Prima i cea mai important este c sistemul hub and spoketrebuie dezvoltat i analizat ncontinuare pentru reele intermodale de transport, este important de tiut dac implementareaterminalelor hubaduce mbuntiri a nivelului de performan fa de staiile clasice de manevr.Manevr n sta

ie consum mult timp, n timp ce terminalele de genul hubreduc durat de schimb

a mrfii sau a unitii de ncrctur.n al doilea rnd operaiile de schimb n hubdifer de cele de manevr, de la operaiile n

transportul de marf industrial pn la operaii maritime i n reele rutier - feroviar.Diferenele cele mai evidente ar fi:

- Funciile operaiilor de schimbare;- Manevrarea unitilor standardizate fa de tipuri neconvenionale;- Operaiuni de transfer discrete fa de operaiuni de transport continui;- Sosiri sincronizate fa de sosiri nesincronizate .

Iar n al treilea rnd, ca urmare a diferenelor expuse mai sus, modelele existene pot avea ontrebuinare limitat. n consecin un nou model ar trebui dezvoltat pentru a determin condi iilen care noile terminale hubar avea o performan mai mare dectoperaiile clasice de manevr.


11/45

11

Capitolul 2. Obiectivele lucrrii

n continuare n lucrare mi propun s identific anumite cazuri cu operaii favorabile pentrucare sistemul hub and spokepoate fi implementat n daun metodelor clasice.Condiiile operaionale care se impun ai acest caz sunt capac itarea unitii (hub) i distinciantre unitile de ncrctur i caracteristicile lor de volum. De asemenea, trebuie luat nconsiderare numrul de trenuri pe lot i numrul de loturi.

Performanele operaionale sunt definite de parametrii c vitez, flexibilitatea i costurileoperaionale. Vitez se refer la rapiditatea cu care pot fi deservite un tren sau un lot de trenuri.Flexibilitatea se refer la capacitatea de adaptabilitate la modificri ale volumului de marf sau lamodificarea programului de sosiri al trenului.

n continuare, sunt enumerai civa factori careprezintinfluenasupra actualei reele detransport:

-

n acest moment transportul intermodal este considerat un mod de transport competitiv, cepoate fi utilizat ca o alternativ la transportul unimodal;

- existena unei industrii de echipamente specifice, necesare efecturii transportuluiintermodal;

- n anii 80 i 90 intermodalismul n general a cptat o importan caproblem tehnic, iarncepnd cu anul 1990, un numr mare de publicaii de specialitate s-au adresat acesteiprobleme de transport.


12/45

12

Capitolul 3. Localizarea i organizarea sistemului de transport

de tip hub and spoke

3.1. Considerente introductive

La nivel organizatoric configuraia trenurilor pe reea este determinat. Aici fiind incluseprogramarea i rutarea trenurilor, consolidnd astfel fluxul de transport i frecven necesaracestuia. n Europa este o nevoie de eficient i calitate a serviciului de transport i de diferiteplanuri de grupare a fluxurilor de transport, lucru care necesit o analiz multicriteriala, un studiucare s analizeze i s cuantifice principiile de baz a consolidrii reelei (JANIC, 1999;KREUTZBERGER, 1998).

n Statele Unite ale Americii, NEWMAN i YANO (2000) au realizat calcule n cazulambelor sisteme de re

ele de infrastructur de tip hub and spoke

i point to point pentru a

determina programarea trenurilor i alocarea mrfurilor. Din pcate, nici aceast analiz nu aconcluzionat care dintre varianta cu mai mici i mai multe terminale sau cea cu mai mari i maipuine terminale, este cea mai indicat. Modelele pot fi mbuntite incluznd exemple deechilibrare a fluxurilor de intrare i ieire a materialului rulant. Modele de amplasare a hub-urilorsunt aplicabile n terminale de tip feroviar - feroviar (KLINCEWICZ, 1998). n opinia lui NAGYi SALHI (1998), localizarea hub-urilor trebuie fcut n aa fel nct reeaua s poat fi extins,dnd astfel voie eventual integrare a unor noi fluxuri de transport. Acest aspect relev faptul creeaua de transport trebuie s aib posibilitatea de a-i mri numrul de puncte de acces.

Cercetarea despre producia intermodal feroviar este nc la nceput, momentan suntpuine lucruri cunoscute despre frecven, lungimea trenurilor i costuri.3.2. Transbordri de marf n terminale rutier-feroviar i feroviar-feroviar

Productorii de obicei produc noi metode de transbordare care potfi apoi evaluate n funcienevoile i de capacitatea fiecrui hub. n mod clasic n transportul feroviar pentru aceast operaiese folosesc operaiile de manevr i triere, dar n transportul intermodal unitile de ncrcturpot fi separate de vagoanele de marf, astfel hub-urile vor fi folosite n loc de staiile de manevr.Folosirea n acest mod a terminalelor feroviar - feroviar este un nou fenomen.

Noile terminale nc nu sunt dezvoltate

i evaluate avnd perspective fundamentate din

cauza lipsei acestora. De exemplu, un impact al sosirilor sau expedierilor ntrziate rmn ncnerezolvate. Bontekoning (2000) ilustreaz faptul c performan depinde de tipul de reea dincare face parte sistemul. De asemenea terminalul trebuie s ndeplineasc cerinele celor care lfolosesc, n spe firmele de transport rutiere, navale i operatorii feroviari.


13/45

13

3.3. Standardizarea

n ciud existentei unei standardizri, nc sunt foarte multe variaii n rndul unitilor dencrctur, de la vagoane pn la semiremorci de autotrenuri i aa mai departe. Eficientntregului lanpoate fi crescut cu o standardizare mult mai strict. O standardizare mai mare arduce de asemenea

i la o reducere a costurilor care se va observ n contractele ncheiate ntre

transportatori. Atta timp ct un transportator va folosi aceiai standardizare a unitilor dencrcare, acesta va avea costuri mai sczute de manipulare avnd nevoie de mai pu ine feluri deutilaje. n procesul de standardizare toi transportatorii trebuie s fie convini de beneficiile adusentregului sistem. Problem cea mai mare nu este la transbordare rutier - feroviar sau feroviar -rutier ci la transbordrilecare maritime, care folosesc uniti de ncrctur foarte mari.

Dimensiunile unitilor de transport, a infrastructurii i a terminalelor este diferit, darproblem general este un nivel slab de eficient, profitabilitate i competitivitate n transportulintermodal hub and spoke.


14/45

14

Capitolul 4. Operaii de schimb n Hub- descrierea sistemului

4.1. Analiz sistemului

Analiza sistemului este o tehnic n care obiectivele, componentele i elementele sistemuluii interaciunile dintre componente i elemente, i dintre sistem i mediul nconjurtor suntdezvluite. Diferen ntre o componena i un element este c o componena descrie sistemul laun nivel mai nalt dect un element. O componena este alctuit din mai multe elemente(CLEMENTSON, 1988). Componentele i elementele dintr-un sistem pot fi evaluate din maimulte puncte de vedere, avnd n vedere cercetarea i obiectivele acesteia. Asta duce la o seleciede trsturi a sistemului care vor fi descrise i analizate, care exclude componentele i elementelesistemului care nu sunt relevante pentru scopul studiului. de obicei analiz sistemului se face dindou puncte de vedere.

Primul punct de vedere este cel care se refer la analiz hub-ului unde vor avea loctransbordrilede marf(figura 4). Aceasta implicfaptul c elementele sistemului s fie perceputedin punct de vedere al unui observator care figurativ este pozi ionat ntr-un hubi observ ce sentmpl n jurul acestuia. Figur de maijos ne prezint cum este studiat sistemul hub and spoke.n general ntregul proces poate fi descris dup cum urmeaz. Exist un flux de sosiri de trenuri.Trenurile sosesc n hubpe baz unui program. Dac ajung prea devreme, acestea ateapt ntr-ozon adiacent. Cnd trenul primete acordul de acces, unitile de ncrctur sau vagoanele carefac parte din tren sunt procesate n hub. n continuare trenul prsete hub-ul. n cazul n caretrenul nu poate reintra pe reea de cale ferat, va intr pe o zon adiacent i va atepta pn cndse va face or de expediere a acestuia.Al doilea punct de vedere de analiz a sistemului este concentra pe elementele careinflueneaz performan hub-ului i anume timp i costuri. Operaiile de transbordare trebuie sndeplineasc anumite criterii de performan cerute de client. Dei n realitate acest lucru estemult mai complex, pentru scopul de a analiz reeaua hub and spoke operatorii sunt definii c iclienii hub-ului. Se presupune c aceti operatori de reea organizeaz servicii ntre origine idestinaia terminalului, lucru care necesita schimb de unitate de ncrctur n hubbazat pecererea de transport a expeditorilor. Operatorii reelei vor trebui s ndeplineasc cerinele deperforman a expeditorilor. Rezultatele unui studiu (CANDEBRING, 2002) indic faptul csiguran

, riscul de pierdere sau distrugere, flexibilitatea, timpul de transport

i costurile sunt

considerate cele mai importante cerine de performan pentru transportatori.


15/45

15

Figura 4. Capacitatea de transbordare a unui hub, din punct de vedere al sistemului.

Operatorii de reea de cele mai multe ori asimileaz aceste cerine c cerine de performanpentru un hub i le transform n idealurile afacerii. int cea mai mare a afacerii estemaximizarea profitului pe termen scurt sau lung. Obiectivul operatorului este de a ndeplini

cerinele transportatorilor maximizndu-i rat de utilizare a resurselor cum ar fi trenuri saulocomotive. n continuare transportatorii i operatorul de reea pot avea c rezultat urmtoarelecriterii de performan pentru respectivul hub:

- operaii n siguran.Operaiile trebuie duse la capt n aa fel nct unitile de ncrcarei materialul rulant s nu aibde suferit;

- operaii efectuate n siguran i la timp. Operaiile nu trebuie s fie neaprat rapide.Pentru transportatori este mai important c acestea s fie fcute cu grij, evitnd schimbul deuniti de ncrctur n trenul care nu trebuie. Deasemenea, operaiile de transbordare nutrebuie s amne expedierea unui tren, lucru care poate s duc la sosiri ntrziate amaterialului rulant (

i implicit a mrfii) la destina

ie;

-

costuri rezonabile. Costurile de transbordare ar trebui s fie mici pe unitatea de ncrctur.Costuri mari sunt acceptate doar n momentul n care acesta reflect un nivel al calitiiserviciului mult mai mare;

- vitez operaiunilor. Pentru operatorul de reea deservirea ct mai rapid a trenurilor poateduce la o rat mai mare de utilizare a hub-ului i implicit la o eficient i un profit mai mare;

- flexibilitatea operaiilor. Un hubtrebuie s fie capabil s satisfac o varietate de cereri cusosiri i expedieri ale trenurilor ntrziate.

4.2. Cadrul analitic

Un cadru analitic a fost dezvoltat pentru aputea face o evaluare uniform a diferitelor reelehub and spoke i pentru a identific elementele relevante ale sistemului care au nevoie s fiemodelate. Sistemul intermodal hub and spokepoate fi descris sistematic folosind urmtoarele 3elemente:

- caracteristici de cerere, sau componena de cerere;- caracteristici tehnice ale hub-ului de transbordare, sau componena de resurse;


16/45

16

- caracteristici ale hub-ului de transbordare, sau componena de proces.Componena de cerere este format din elementele sistemului, cum ar fi tipurile sau numrul

de trenuri, uniti de ncrctur, compoziia loturilor de trenuri i programul de sosiri altrenurilor. Componena de resurse se refer la mijloacele fizice de care este nevoie pentru aprocesa transportul

i unitatea de ncrctur, sau de a satisface elementele de cerere. Componen

a

de proces const n controlul operaiilor cu respectarea componenei de resurse. Descriereaactivitilor operaionale a diferitelor resurse este componena de proces. Toate cele treicomponente, elemente relevante i relaia lor ntre ele este descris pentru un hubcu funcie detransbordare.

Acest lucru se poate aplic pentru:- noile terminale hub;- staiile de manevrcu cocoa;- staiile de manevr cu configuraie clasic;- terminalele de tip rutier-feroviar.

4.3. Colectarea de date

Pentru analiz sistemului se folosesc un mix de date empirice relaionate de concepte iidealuri pentru un nou terminal hub, ntr-o reea hub and spoke. Colectarea datelor se realizeazcuajutorul urmtoarelor metode:

- cercetarea jurnalelor de tiin, rapoarte informaionale, documentaie comercial ipublicaii profesionale;

- interviurile (eventual telefonice) cu productorii i operatorii de reea;- observa

iile

i vizitele efectuate pe teren la unele sta

ii de manevr, terminale de tip

feroviar-rutier, planuri pilot pentru un nou hub;- observaiile asupra modelelor la scar i animaiile unor terminale sau a unor noi hub-uri;- studiile de caz.

4.4. Descrierea componentei de cerere

Componenta de cerere este format din elemente cu caracteristici specifice de procesare nhub.

Aceste elemente sunt:

-

loturile de trenuri;- relaiile de schimb i transbordare;- numrul de loturi i trenuri pe zi;- numrul de uniti de ncrcare pe tren;- ordinea de ncrcare;- tipul/mrimea unitii de ncrctur pe vagon;- lungimea unui tren;


17/45

17

- programul de sosiri i expedieri a trenurilor;- tipul de traciune.

4.5. Loturi de trenuri i relaii de schimb i transbordare

Explicit men

ionat n diferite documenta

ii (BONTEKONING & KREUTZBERGER, 1999)

este faptul c operaiile implic schimbul de uniti de ncrctur ntre un grup de trenurirelaionate, numite loturi, iar sosirile de trenuri care aparin aceluiai lot sunt sincronizate ntr-oanumit fereastr temporal. Un lot conine dou sau mai multe trenuri ntre care se va faceschimb de uniti de ncrctur.

O definiie a cuvntului lot n aceste condiii ar fi urmtoarea: Un lot este un grup detrenuri care schimb uniti de ncrctur (sau vagoane) ntre ele cu cerina c:

- niciun tren nu poate s fie nlturat din lotfrs afecteze schimbul ntre celelalte trenuri;- toate trenurile care pleac cu uniti de ncrctur (sau vagoane ataate), aceste uniti sunt

preluate de la trenuri din acelai lot.Trenurile care schimb uniti de ncrctur (sau vagoane) se numesc aa zise trenuri cu

relaii de schimb (figura 5). Relaii de schimb pot a avea loc ntre toate trenurile din lot (aa cumeste ilustrat n figur de mai jos) sau ntre un numr limitat de trenuri. n ultimul caz un numrminim de relaii de schimb este necesar, n aa fel nct s existe o relaie de schimbare cu oricealt tren din lot. Faptul c exist relaii de schimb ntre un lot de trenuri, este relevant pentruprocesul de planificare a resurselor.

Figuri 5. Reprezentarea operaiunilor de schimb ntre trenurile aceluiai lot.


18/45

18

4.6. Numrul loturilor i mrimea unui lotpe zi

Numrul loturilor i mrimea unui lot n combinaie cu numrul unitilor de ncrctur saunumrul vagoanelor este relevant pentru dimensionarea infrastructurii, capacitatea acesteia, planulde lucru i alocarea de resurse. Cererea zilnic pentru un nou hub n Paris era de 60 de trenurizilnice mpr

ite n diferite loturi cuprinse ntre 8

i 11 trenuri pe lot

i pentru un terminal lng

Hanover erau 4 loturi zilnice a cte 6 trenuri pe lot (BONTEKONING & KREUTZBERGER,1999).

Cererea la existenele hub-uri de transbordare n transportul intermodal n reele hub andspokenu este organizat n structuri cu loturi de trenuri aa cum sunt proiectate noile terminalehub(Metz din Frana, Herne din Germania i Muizen din Belgia). Studiile n aceste hubsau staiide manevr, i aplicnd definiia unui lot de trenuri, relev faptul c n aceste staii toate trenurileaparin unui singur lot (mare) de trenuri, unul zilnic. Cererea poate fi caracterizat n loturi cu unnumr limitat de relaii de schimb pe tren ilustrai n figur de mai sus, n a a fel nct niciun trennu poate fi nlturat din lot fr s afecteze schimbul dintre celelalte trenuri . Cererea zilnic n

hub-ul din localitate Muien este de un lot de 7-8 trenuri, n localitatea Metz un lot de 25-28 trenurii n Herne un lot zilnic de 5-8 trenuri. (BOGTMANN & FRANKE 2000) i (BOSSCHAART2003) au ncercat s structureze cererea din i s o organizeze n loturi de trenuri. Acest lucru nua fost posibil fr a stric programul de sosiri i expedieri pe anumite relaii de schimb.

Nici operaiile de transbordare n terminalele rutier - feroviar nu sunt organizate n loturi aacum sunt proiectate noile hub-uri. Schimbul n terminalele rutier - feroviar implic faptul c oparte din unitile de ncrctur de pe trenurile internaionale sunt transbordate pe trenurilenaionale i invers. Cealalt parte a unitilor de ncrctur implic transbordare rutier - feroviari feroviar - rutier. Acest concept este numit Gateway (portal) (ROTTER, 2002; 2003).Terminologia loturilor nu poate fi aplicat n conceptul Gateway. Terminalele rutier - feroviar nufuncioneaz chiar caun hub, dar sunt vzute c terminale origine - destinaie la fel ca n unelecazuri de terminale feroviar - feroviar.

4.7. Lungimea unui tren

Lungimea unui tren este important pentru dimensionarea infrastructurii ntr-un hub ipentru numrul de uniti de ncrctur sau vagoane ce urmeaz a fi procesate. Trenurile demarf n transportul intermodal din Europa, care sunt folosite pe reele hub and spoke au olungime de 400 - 600 de metri. n Europa lungimea maxim a unui tren difer de la ara la ara.

De exemplu n Belgia, lungimea maxim a trenurilor este de 600 de metri n timp ce nOlanda este de 700 de metri, iar n Frana este de 750 de metri. Aceste lungimi pot varia de la unstat la altul, n funcie de condiiile infrastructurii de transport feroviar.


19/45

19

4.8. Tipul i mrimea unitii de ncrctur sau a vagonului

Unitate de ncrctur sau vagonul sunt obiectele care sunt manevrate n operaiunile deschimb. Tipul i mrimea lor poate afecta dimensionarea echipamentelor de manipulare iinfrastructurii.

Vagoanele de uz intermodal de obicei urmtoarele lungimi: 14, 18, 20

i 34 de metri.

Ocazional mai sunt folosite i vagoane de 12,5 metri. Spaiul de ncrcare este de obicei cu unmetru mai mic dect lungimea efective a vagonului (www.stinnes-freight-logistics.de). nparticular la dimensionarea unei staii nu conteaz att de mult lungimea unui vagon ct distantedintre osiile acestuia. Acestea sunt standard.

Tipul i lungimea vagonului sunt mai relevante atunci cnd vine vorba de unit ile care potfi ncrcate ntr-un vagon i numrul lor. Acest lucru este relevant pentru operaiunile derencrcare care au loc n terminalul hub.

4.9. Numrul de uniti de ncrctur i de vagoane pe tren

Unitile de ncrctur i vagoanele sunt obiecte care sunt manevrate n hub-uri. Numrullor pe tren sau pe lot de trenuri, este relevant pentru planificarea resurselor. Numrul de vagoaneeste dependent de lungimea trenului i de lungimea fiecruia. Aa cum un vagon variaz ndimensiune, aa variaz i lungimea trenului, numrul de vagoane variand ntre 12 (pentru trenuricu lungime minima de 400 de metri cu cele mai lungi vagoane de 34 de metri) i 43 de vagoane(pentru trenuri cu lungime maxim de 600 de metri i cele mai scurte vagoane de 14 metri).

Numrul de uniti de ncrctur pe tren variaz foarte mult. Pe lng lungimeancrcturii, conteaz semnificativ i greutatea acesteia, lucru care poate limitat numrul de unitide ncrctur pe vagon. De exemplu un vagon de 14 metri poate gzdui dou containere de 6metri care cntresc maxim 35 de tone sau un container de 12 metri, sau un container de 6 metri,dar foarte greu. O metod cunoscut de a estima un numr aproximativ de uniti de ncrcturpe tren este de multiplic lungimea trenului cu factorul de ncrcare. Factorul de ncrcare estedefinit c numrul de uniti de ncrcare pe vagon.

Factorul mediu de ncrcare este de 1.6 (RUTTEN, 1995; FRITSCH, 2003; ROTTER,2003). n orice caz, factorul de ncrcare depinde foarte mult de relaia de transport. n funcie denevoi se pot folosi o mixtur de containere de 6 i 12 metri alturi de trailere i alte uniti dencrcare. n funcie de relaii, factorul de ncrcare se poate apropia de valoare 1.4 n unelecazuri, n timp ce n alte cazuri se poate apropia de 1.8.

4.10. Ordinea de ncrcare

Ordinea de ncrcare este definit n aa fel nct poziiile unitilor de ncrctur s fieconsemnate n staia de expediere. Diferite reguli pot fi aplicate la consemnarea unitilor dencrctur i poziionarea lor n tren. n operaiunile de acest fel care au loc zi de zi sunt luate nconsiderare urmtoarele considerente:


20/45

20

- greutatea containerului sau a containerelor s nu depeasc masa maxim admis pentruvagonul pe care acestea urmeaz s fie ncrcate;

- lungimea containerelor raportat lalungimea vagonului;- destinaia unitii de ncrctur care ar trebui s fie aceiai n acelai vagon;- locaia containerului la destinaie.

Un alt aspect care trebuie luat n calcul este poziionarea n aa fel nct n huboperaiile demanipulare i transfer s fie minimizate. Numrul de operaii de manipulare i transfer pot fireduse drastic dac ordinea ncrcturii de la terminalul de expediere este preplanificata iorganizat. O ncrcare iniial planificat nseamn c vagoanele alturate s fie ncrcate cuuniti de ncrcare, care au aceiai destinaie, astfel operaiile de manevr nu se vor mai facevagon cu vagon, ci se vor face n grupuri de vagoane. Astfel unit ile de ncrctur trebuiencrcate n terminalul origine pe baz unei strategii optimizate. ncrcarea aleatorie poate aveapentru durat de manipulare din hub. Ordinea n care sunt ncrcate unitile de ncrctur suntrelevante pentru alocarea i capacitarea resurselor, a planului de lucru i controlul resurselor dinhub-ul respectiv.

4.11. Programul de sosiri al trenurilor

Programul de sosiri al trenurilor este relevant pentru capacitarea i alocarea resurselor i aprogramului de lucru. ntr-un hub trenurile ajung conform cu un program fix, care poate s fiezilnic sau sptmnal. Modificri ale programului se produc gradual. Operaiile bazate pe ostructur cu loturi de trenuri este tipic pentru terminalele de tip hub. Ca o consecin un programde sosiri al trenurilor sincronizat n loturi este asumat. n continuare propun c sosirilesincronizate s fie definite c un program de sosiri, n care trenurile apar

innd aceluia

i lot s

ajung unul fa de cellalt ntr-un interval scurt de timp pentru a putea fi procesate ntr-o scurtperioad de timp.

Un program tipic propus pentru noile terminale hub este c primele trenuri care ajung sfac parte din acelai lot. Cnd operaiile cu primul lot s-au terminat urmeaz un al doilea lot.Apoi cnd cele din lotul doi se termin urmeaz cele din lotul trei i aa mai departe. Intervalul detimp ntre dou trenuri la un nou hubpoate fi de aproximativ 6 - 8 minute (Comisia European,1997). Programul de sosiri n hub-uri poate fi sincronizat dup cum se poate observ n tabelul demai jos pentru o zi specific hub-urile de la Metz sau Herne. Programul de sosiri este fcut n

minute de la sosirea primului tren.


21/45

21

4.12. Programul de expediere al trenurilor

n acelai fel n care sosesc, trenurile trebuie s fie expediat conform unui program fix.Fiecrui tren i este alocat o tras n sistemul feroviar lucru care nseamn c o anumit parte dininfrastructura feroviara este atribuit unui tren pentru o perioad de timp. Cnd un tren i pierdetrasa, cltoria sa trebuie reprogramat

i acesta va trebui s a

tepta pn cnd acest lucru este

posibil. Programul de expediere este relevant pentru alocarea i controlul resurselor i planificareaprogramului de lucru.

4.13. Tipul de traciune

Tipul de traciune pentru locomotivele din reea este important pentru a facilita resurselenecesare transbordrii n hub. Sunt dou tipuri de locomotive care sunt folosite: electrice i diesel.n Europa locomotivele electrice sunt cele mai utilizate. Acest lucru implic faptul c liniile dinhub-ul de schimb trebuie s fie electrificate, n caz contrar se vor folosi locomotive diesel de

manevr.

4.14. Descrierea componenei de resurse a sistemului

n aceast seciune voi descrie componena de resurse a sistemului. Elementele necesarecererilor sunt liniile principale (de schimb) i cele secundare (de ateptare), echipamentul i forde munc necesare pentru a procesa unitile de ncrctur.

Elementele care alctuiesc componente de resurse sunt mprite n patru subdiviziuni alehub-ului:

- terminale hub;-

staii de manevr cu cocoa;- staii de manevr normale;- terminale rutier - feroviar.

4.15. Infrastructura i resursele noilor terminale hub

n general infrastructura noilor terminale hub const n zone de depozitare pentru marftemporar, o zon n care trenurile sunt deservite i un sistem de obicei fcut din macaralele caremut ncrcturile. Unitile de ncrctur pot fi depozitate pn la o nl ime de 3 uniti dencrctur. Pentru acest lucru se pot folosi platforme elevatoare. Aezare terminalului poate fifcut n orice combinaie dintre cele 3 zone. Lungimea i limea noilor terminale hub estedeterminat de capacitatea pentru care acesta este construit. De asemenea, aceste noi terminaletrebuie electrificate evitnd astfel schimburi de locomotive (sau atari) ntre cele electrice idiesel. Echipamentul de asemenea mai poate include macarale feroviare (montate pe o platformferoviara), poduri rulante i macarale de stocare. C i personal vom avea macaragii, personal dedepozitare i personal specific de manevr.


22/45

22

C o remarc personal, n cazul n care nu toate liniile pot fi electrificate a recomandacrearea unei linii de ocolire pe lng terminal care va folosi la intrarea sau ieirea trenurilor dinterminal.

Alte componente de resurse ar mai fi infrastructura pentru manevr cu cocoaa (dac estecazul), infrastructura pentru manevr normal, infrastructura pentru un eventual terminal rutier -feroviar

i pentru grupa de a

teptare a materialului rulant care nu poate fi deservit n acel moment.

4.16. Descrierea componenei de proces

Componena de proces este descris c un schimb de activiti ntre componentele deresurse i procese de control. Procesele de control determin ordinea n care operaiile schimb careau loc n hub. Deosebirea este fcut la nivel strategic i din punct de vedere al proceseloroperaionale.

Odat cu introducerea noilor terminale hubdou tipuri de procese de control strategice aufost propuse: operaii sincronizate i nesincronizate (Comisia European 1997; MEYER, 1998).Operaiile sincronizate pot fi definite c operaii n care trenurile care aparin aceluiai lot iprocesate ntr-o anumit perioad de timp n aa fel nct timpul de schimb al unitilor dencrctur s fie minimizat. Sincronizarea sosirilor nu este neaprat o condi ie pentrusincronizarea operaiilor, dar este cea mai bun abordare. Sunt dou feluri prin care operaiilesincronizate pot fi fcute. n prima variant, operaiile sincronizate pot ncepe imediat cum primultren din lot ajunge. A dou variant, presupune nceperea operaiilor n momentul n care ntregullot ajunge, adic pn la sosirea ultimului tren.

Operaiile nesincronizate pot fi definite c operaii n care prelucrarea trenurilor din acelailot se poate face alternativ cu prelucrarea altora din alte loturi. Opera iile nesincronizate au foststudiate de Comisia European (1997). Aceste opera

ii de schimb implic c unit

ile de

ncrctur s fie descrcate i stocate temporar, pn cnd trenurile de destinaie ajung. Nu toateoperaiile de schimb pot fi efectuate ntr-o zi, anumite uniti de ncrctur fiind puse pe trenuricare nu vin n lot.

4.17. Operaiile de schimb n noile hub-uri

Trenurile pot ajunge ntr-o ordine sincronizat sau nesincronizata. Se presupune c nu estenevoie de o locomotiv de manevr hub-ul fiind electrificat, trenurile intrnd i ieind singure. Co parantez, n practic dac timpul de sosire sau expediere nu este respectat, pot exista cazuri n

care locomotiva de manevr s mping sau s trag trenul n sau din terminal.Pentru fiecare tren este stabilit (sau se poate stabili pe loc) dac poate intr n hubsau dac

trebuie s atepte ntr-o grup alturat (linii de ateptare). n cazul n care se folosesc evenimentesincronizate, doar trenurilor aparinnd aceluiai lot, le este permis s ntre n terminal (atta timpct au linie pe care o pot ocup). Atunci cnd trenului i se acord permisiunea de intrare n hub, ise aloc resursele necesare pentru procesarea unitilor de ncrctur. Pentru c operaiile suntdiferite n funciede sincronizarea sau nesincronizarea acestora, vor fi dezbtuteseparat.


23/45

23

Cursul operaiilor sincronizate este urmtorul. Toate trenurile sunt procesate n acelai timp.Fiecare macara deservete o parte din trenuri. Astfel, operaiile sunt mprite n sectoarelemacaralelor. Sistemul de transport intern mut unitile de ncrctur dintr-un sector n altul.Macaralele i sistemul de transport intern sunt operate simultan. Unitile de ncrctur pot fiprocesate n 3 feluri:

- direct, ceea ce nseamn c macaraua ridicunitatea de ncrctur direct de pe un tren

i o

amplaseazpe un alt tren;- prin intermediul unei zone de depozitare, caz n care macaraua ridic unitatea de

ncrctur i o amplaseazn zon de depozitare. Dup o perioad de timp aceiai macara oridica din zon de depozitare i o pune pe un alt tren. Acest fel de operaii sunt folosite deobicei pentru a eliber spaii pe trenuri, de obicei la nceputurile operaiunii de transbordarea mrfii;

- prin intermediul unui sistem de transport intern (care poate fi constituit din benzitransportatoare sau automobile platform), ceea ce nseamn c macaraua ridic unitatea dencrctur de pe tren i o aeazpe sistemul de transport intern. Unitatea de ncrctur estetransportat n sectorul de aciune al unei alte macarale. Atunci cnd sistemul de transportpoziioneaz unitatea de ncrctur n poziia dorit pentru ncrcare, o alt macara ridicaunitatea de ncrctur , amplasnd-o apoi pe un alt tren.

Precizia acestor operaiuni depinde de poziia unitilor de ncrctur la sosire i destinaiaacestora, lucru care determin o relaie n ordinea operaiunilor de transbordare a mrfii realizatn hub.

Operaiile nesincronizate se desfoar n urmtorul fel. n primul rnd, toate unitile dencrctur sunt descrcate n zon de depozitare. n continuare, unitile de ncrctur care aufost lsate n zon de depozitare pot fi ncrcate n doufeluri:

- direct, situaie n care macaralele ridica unitile de ncrctur din zon de depozitare i leaeazpe tren;

- cu ajutorul sistemului de transport intern, ceea ce nseamn c macaraua ridicunitilede ncrctur i le pune pe sistemul de transport intern al hub-ului. Unitatea de ncrctureste transportat n sectorul unei alte macara. Cnd sistemul de transport intern pozi ioneazunitatea de ncrctur n zon dorit de ncrcare, o alt macara ridica unitatea de ncrctur i o pune n tren.Modul n care unitile de ncrctur sunt depozitate (locaia ncrcturii) este planificat n

funcie de destinaia trenului, existnd astfel o relaie ntre unitile de ncrctur i ordineancrcrii lor.Trenurile pot fi procesate n dou feluri:

- succesiv (unul dup cellalt);- simultan.


24/45

24

Capacitatea zonei ocupat cu operaiuni de transbordare permite operarea mai multortrenuri, dar acest lucru nu nseamn ca acestea trebuiesc deservite n acelai timp. Alocareamacaralelor la trenuri este determinat de operaiile de proces i control. ntr-un mod similar cuoperaiunile sincronizate, fiecare macara deservete o parte a trenului, sistemul de transport internavnd grij de mutarea unitilor de ncrctur din sectorul unei macarale n sectorul alteia,macaralele

i sistemul de transport intern lucrnd simultan.

4.18. Operaii de schimb n terminale rutier-feroviar

Operaiile de schimb definite anterior nu exist n terminalele rutier-feroviar, mai jos o sdescriu cum se pot desfura. Operaiile de schimb n terminalele rutier-feroviar pot fi consideratesimilare cu cele din terminalele feroviar-feroviar, acestea avnd o infrastructura paralelasemntoare. Pentru a evit repetiia o s m axez doar pe diferene. Prima diferen este clocomotivele electrice sunt nlocuite cu locomotive diesel n grupa de ateptare. Deoarece acestetrenuri nu pot intr din reea direct n hub.

n al doilea rnd terminalele rutier-feroviar nu au un sistem de transport. Micarealongitudinal a unitilor de ncrctur se face de la o macara la alta. Acest lucru poate fi descrisastfel: o macara ridicunitatea de ncrctur i o pune la marginea sectorului ei de activitate, ntr-o zon de depozitare, de unde este ridicat de o alt macara care se gse te ntr-o zon adiacent incrcat pe trenul de destinaie la marginea celuilalt sector al macaralei sau poziionat lamarginea altui sector al unei alte macarale pentru a putea fi transmis mai departe.

n al treilea rnd, atunci cnd un tren este gata de expediere, acesta este remorcat cu ajutorulunei locomotive diesel, fiind deplasat la marginea hub-ului. n acest loc, trenul este recuplat lareeaua de energie electric.4.19. Elemente de relaie i criterii de performan

Pentru a putea identific aceste relaii i criterii de performan prima oar trebuie gsit unmod de a le msur. Criteriul de performan sigurana operaiunilor este definit c (1-x)%;unde x esteprocentajul unitilor de ncrctur, coninutul lor sau vagoanele care au fost avariaten timpul operaiilor de schimb derulate pe durat unui an calendaristic. Avariile pot fi cauzate depersonalul care nu opereaz echipamentele corect. n terminale, operaiuni incorecte alemacaralelor pot duce la avarierea unitilor de ncrctur i/sau a vagoanelor. n manevr,controlul deficitar al sistemului de frne duce la frnari prea trzii care pot provoc avarii inelorde cale ferat, unitilor de ncrctur i/sau vagoanelor n urma unor coliziuni. De asemenea,cuplarea sau necuplarea vagoanelor necorespunztor poate duce la avarii.

Un alt criteriu de performan ine de efectuarea operaiilor fiabile i n timp util. Operaiilefiabile sunt definite c procentajul unitilor de ncrctur care ajung la destinaia greit pe odurat de timp determinat. Cauza ar putea fi programri diferite ale operaiilor sau erori umane.Erori de transmitere a datelor ctre operatorul de reea (cum ar fi poziia ncrcturii saudestinaia) nu sunt responsabiliti ale operatorului de reea sau hub.


25/45

25

Criteriul de performan referitor la timpul operaiilor este definit c un procentaj altrenurilor cu ntrziere la expediere din cauze care in de operaiile din terminal. Asemeneantrzieri se produc de obicei din cauza greelilor de planificare i/sau cedare unor echipamente ntimpul unei anumite perioade de timp. Sunt eliminate, ntrzierile la expediere cauzate de sosirilentrziate.

Criteriul de performan

al costurilor reduse poate fi msurat n costul total pe unitate de

ncrctur.Costul pe unitate de ncrctur este definit c un total anual al investiiilor i costurilor

operaionale pentru schimburile din hub mprit la volumul anual de uniti de ncrctur dinreea (numrul de trenuri x numrulde uniti de ncrctur din aceste trenuri). Costurile totalesunt n strns legtur cu toate elementele ale componenei resursa. Volumul anual de marfeste determinat de elementele componenei cerere. Volumul anul al reelei este folosit din doumotive. n primul rnd, preurile sunt oferite n costuri/uniti de ncrctur. n al doilea rnd,costurile din hubsunt distribuite pe o perioad anual.

Criteriul de performanviteza operaiunilor este definit n funcie de timpul de deservirea unui tren sau a unui lot. Timpul de deservire al unui tren este definit c timpul pe care acesta lpetrece pentru ncheierea tuturor operaiunilor. n calcularea timpului total pe care trenul l petrecen hubse iau n considerare duratele operaiilor de transbordare, timp pentru operaii de primire iexpediere i timpul pe care acesta l petrece n grupa de ateptare.

Timpul pe care l petrece un lot de trenuri este definit c perioad de timp considerate decnd primul tren din lot ajunge pn cnd ultimul tren din lot prsete hub-ul. Timpul total pecare lotul l petrece n hubeste definit c perioad de timp de la sosirea primului tren n grupa deateptare pn n momentul n care ultimul tren al lotului prsete hub-ul. Timpul de deservireeste determinat de o interaciune complex ntre elemente i componente.

Criteriul de performan

flexibilitatea opera

iunilor poate fi exprimat n trei feluri. Primul

este rata de utilizare a echipamentelor pentru o anumit perioad de timp. Aceast msurtoare nepoate dezvlui o indicaie a capacitii de rezerv i a relaiei acesteia cu cererea pentru o anumitperioad de timp. Al doilea mod este definit ca fiind o capacitate adiional de cretere anumrului operaiilor de transbordare cu ajutorul adiiilor de macarale sau locomotive, incluzndaici i personal care s le opereze. Al treilea mod este definit ca o capacitate a hub-ului de aprocesa unitile de ncrctur n reeaua hub and spoke altele dect transportul intermodalferoviar-feroviar.

Un model de simulare nu poate incorpora toate criteriile de performan identificate nseciunea precedent. Simularea este adecvat pentru determinarea timpului de deservire, duratutilizrii a echipamentelor i timpul de ntrziere a materialului rulant la expediere. De asemenea,costurile pe unitatea de ncrctur pot fi incluse n studiu pentru c acestea deriv cu uurin dinsimulri la carepot fi adugateinformaii suplimentare.


26/45

26

4.20. Concluzii

Analiz sistemului a demonstrat nivelul de complexitate reelei hub and spokei a adus la omai bun nelegere a problemelor pe care le ridica. Cele mai relevante elemente ale operaiilor detransbordare n hub sunt mediul i criteriul de performan aa cum au fost descrise mai sus.Elementele pentru toate cele trei componente (cerere, resurse

i procese), sunt descrise n figura 6.

De asemenea, n tabel se vor regsii i elemente de relaie ntre cele trei componente enumerateanterior i componente de performan.


27/45

27

Figura 6. Privire de ansamblu asupra operaiilor de transbordare din hub.


28/45

28

Analiz empiric a sistemului hub and spokene duce la urmtoarele concluzii. Operaiiledin noile terminale hubpresupun ndeplinirea anumitor condiii cum ar fi structur trenurilor nloturi, sosiri sincronizate i operaii sincronizate. Aceast terminologie nu este comun nterminalele rutier-feroviare, dar pot fi aplicate. Aceste condiii pr a nu fi echivalente n practic.De aceea, este neclar dac aceste condiii sunt realistice i pot fi implementate. Pe de alt parteaceste condi

ii de cerere pot fi favorabile pentru transbordri de marf n hub-uri rutier-feroviare.

Modelarea trebuie s includ comparaii pentru diferite condiii similar de cerere pentru operaiide manevr, operaii n terminale hubi terminale rutier-feroviare.

Procedurile de sosire i expediere a trenurilor n terminalele hub, arputea s nu fie realisticedin cauza timpului de manipulare. Astfel, performanele n raport cu costurile pot fi subestimate.Se presupune c hub-ul este electrificat i dotat cu catenare mobile n aa fel nct trenurile potavea acces direct att cnd sosesc n hubct i n momentul n care sunt expediate din acesta. norice caz, dac procedura nu funcioneaz n practic, o locomotiv de manevr i o linieadiacent poate fi soluia pentru a introduce sau a scoate un tren din terminal.

Pe lng variabilele de cerere, sunt multe variabile legate de component de resurse iproces care difer ntr-un model simulat. O abordare sistematic trebuie luat n calcul pentru aanaliz efectul variabilelor asupra performanei.


29/45

29

Capitolul 5. Conceptele de modelare n terminale hub

5.1. Introducere

Obiectivele modelrii sunt de a produce diferite tipuri de modele pentru terminalele hub.Diferite funcii pot fi reprezentate ntr-un model cu diferii parametrii i variabile, dar fr apierde trsturile fundamentale. n acest caz pot fi folosite structuri similare.

Trsturile unui model general

Un model general nu poate fi reprezentat astfel nct s reprezinte toate operaiunile detransbordare din cauza urmtorilor factori:

- existena diferitelor tipuri de resurse i rutarea acestora pentru operaiuni detransbordri n hub. Acest fapt implic aplicarea diferitelor modelari de rutare n hub,

terminale rutier-feroviar, precum i noi terminale. n orice caz, diferena ntre o staie demanevr cu cocoai o staie de manevr cu configuraie clasicpoate fi incorporat cuajutorul anumitor parametrii;

- diferena semnificativ dintre parametrii i controlul proceselor. Acestea pot fisincronizate sau nesincronizate. Acest lucru implic modelri diferite pentru sosirea iexpedierea trenurilor, precum i pentru modelarea rutrii.

5.2. Modelarea cereri

A

a cum a fost identificat n capitolul anterior, componen

a cererii este compus din

urmtoarele elemente:- programul de sosire al trenurilor;- loturi de trenuri i relaii de schimb ntre acestea;- numrul loturilori dimensiunea acestora pe zi;- numrul de uniti de ncrctur pe numr de vagoane sau pe tren;- ordinea unitilor de ncrctur;- lungimea trenului;- tipul sau mrimea unitilor de ncrctur sau a vagoanelor;- tipul de traciune (diesel sau electric);-

programul de expediere a trenului.

Operaiunile de transbordare din hubimplic o procesare a loturilor, trenurilor, vagoanelori a unitilor de ncrctur. Ca o consecina acestui model, procesul de modelare are loc pe treinivele. Trenurile constituie obiecte care intr i prsesc sistemul, astfel c sosirea i expediereadin sistem a acestora este modelat. n orice caz, unitile de ncrctur sau vagoanele suntprincipalele obiecte procesate. Trenurile trebuiesc descrcate de uniti de ncrctur sau vagoane


30/45

30

la sosire i unitile de ncrctur sau vagoanele trebuiesc regrupate nainte de expediereatrenului.

Nivelul de procesare a loturilor de trenuri implic modelarea sau schimbul de trenuri dinacelai lot.

Sosirea trenurilor este modelata avnd n vedere un program de sosiri. C o consecin amodelrii programul de sosiri con

ine, pentru fiecare tren, informa

ii despre timpul de sosire al

trenului, numrul i mrimea lotului de trenuri din care aparine, numrul de uniti dencrctur, numrul de vagoane sau grupuri de vagoane care urmeaz a fi procesate. Numrulunitilor de ncrctur care urmeaz a fi procesate n terminal este mai mic dect numrulunitilor de ncrctur care formeaz trenurile. 1 / n-a unitate de ncrctur rmne pe tren;unde n este numrul de trenuri din lot.

O abordare deterministic ne d posibilitatea s controlm variaia datelor unui tren i nepermite o analiz mai bun a performanelor pentru diferite terminale hub. ntr-un lot sepresupune c unitile de ncrctur ale unui tren au aceeai destinaie pe care o au i alte trenuridin lot. n practic, totui, relaiile de schimb i numrul de uniti de ncrctur pe relaia deschimb poate fi diferit i poate varia. Pe lng acest lucru, se presupune c fiecare tren ceaparine unui lot, are acelai numr de vagoane i uniti de ncrctur. n practic, pot fi ntlnitemai multe tipuri de variaii. Programul de sosiri conine informaii n vederea efecturii operaiilorde schimb derulate pe parcursul unei zile. Lungimea unui tren poate fi omis ntr-un model,deoarece numrul de uniti de ncrctur sau numrul de vagoane l modeleaz pe acesta.

Expedierile trenului sunt modelate n aa fel nct trenul s prseasc terminalul hubimediat cum operaiile au fost terminate. Expedierea unui tren implic deservirea unui lot deuniti de ncrctur sau vagoane. Dup ce s-au terminat operaiile de schimb i nainte deexpediere o regrupare a unitilor de ncrctur sau a vagoanelor va avea loc. Momentul exact ncare operaiile de schimb din hub sunt terminate depinde de procesul strategic de control i detipul de operaii de schimb care au loc n hub.

Modelarea programului de expedieri ale trenurilor implic o abstractizare a sistemului realdin dou motive. Primul, n practic trenurile pleac n conform cu programul de expedieri. n aldoilea rnd, trenurile pot s nu plece direct, deoarece de multe ori acestea trebuie s atepteplecarea unui alt tren. Deoarece programul de expedieri nu este considerat ca fiind o prioritate,acest lucru nu este aplicat pentru toate modelele, deoarece studiile care investigheazpunctualitatea expedierilor nu sunt suficient de adecvate pentru a compara schimburile de marf ceau loc n terminalele hub. n orice caz, efectele ntrzierilor pot fi investigate cu modele care nu aurelaie cu programul de expedieri, doar cu trecerea relativa timpului.

Ordinea ncrcrii elementelor, tipul i mrimea unitilor de ncrctur sau a vagoanelor itipul de traciune sunt modelate n mod indirect i de obicei sunt incorporate n modelarea altorprocese. Pentru manevr, ordinea de ncrcare a elementelor este incorporate n numrulvagoanelor. O ordine de ncrcare planificat implic mai multe grupuri de vagoane care urmeaza fi manevrate, ducnd astfel la reducerea numrului de vagoane ce urmeaz a fi procesate. nterminale tipul unitii de ncrctur i ordinea acestuia influeneaz rutarea fluxurilor de schimbn terminale.


31/45

31

5.3. Modelarea accesului trenurilor n terminale

Componena de proces este alctuitdin:- activitile de schimb care sunt duse la capt de componena de resurse;- rutine i strategii operaionale necesare proceselor de control.

Procesul de control poate fi divizat n rutine strategice, care implic accesul trenului nterminal (controlul fluxului de trenuri), i operaiuni care implic ordinea de lucru a angajailor.

Exist dou procese strategice de control: operaiuni sincronizate i nesincronizate. Accesuln terminalul hubeste modelat diferit att pentru operaiuni sincronizate ct i pentru operaiuninesincronizate. Controlul de acces al trenului n terminal este modelat dup cteva reguliprioritare.

Regulile prioritare pentru operaiile sincronizate sunt definite n felul urmtor. Trenurileprimesc prioritate de a intr n terminal n funcie de locul (numrul) pe care l ocup n lotul dincare fac parte. Numai un singur lot de trenuri poate fi procesat n acelai timp ntr-un terminal. Lasosirea unui tren acesta va fi deservit n momentul n care trenul de dinaintea lui este procesat. Sepresupun c toate terminalele sunt electrificate. Totui, majoritatea terminalelor rutier-feroviarenu sunt electrificate. Cnd trenurile nu pot intr direct n terminal locomotivele de drum vor finlocuite cu locomotive diesel nainte de intrarea n terminal.

Dac accesul direct nu este posibil, trenul va atepta ntr-o grupadiacent. n momentul ncare toate trenurile din lot au permisiunea de a intr n terminal i dup ce acestea sunt deserviteprocesul de deservire este eliberat pentru urmtoarele trenuri din grupa de ateptare. Dac sunt altetrenuri n grupa de ateptare, care aparin aceluiai lot, acestora le este permis accesul n terminal.Timpul care dureaz pentru operaiile de manevr a unui tren din grupa de ateptare pn laintrarea n terminal poate fi definit prin

-o variabila sau o constan

a de timp. n terminalele rutier-

feroviare o locomotiv diesel este cuplat la tren pentru a-l deplasa pe acesta n terminal. Pentrunoile terminale hubtrenul poate intr n terminal folosind propria traciune. deoarece se presupunec locomotiv v-a rmne ataat de tren. Literatura studiat nu trateaz operaiile care au locatunci cnd un tren nu intr direct n terminal i trebuie s atepte. Putem presupune c n acestcaz, trenul v-a trebui manevrat n grupa de ateptare, iar dac terminalul este echipat cu instalaiifixe de traciune, acesta poate intra n terminal folosind propria putere de traciune.

Dac nu exist nici un tren n ateptare procesele de deservire al acestora se oprete, aceastregul se aplic i n cazul trenurilor ntrziate.

Reguli prioritare pentru operaiile nesincronizate sunt definite astfel. Contrar operaiilorsincronizate trenurile n loc s fie deservite n loturi sunt deservite n funcie de ordinea lor desosire. Trenurile pot acces terminalul atta timp ct capacitatea liniilor le permite acest lucru.Dac numrul de sosiri de trenuri depete capacitatea liniilor, trenurile ateapt n grupa deateptare. Capacitatea terminalelor se elibereaz pentru urmtorul tren aflat n ateptare cnddeservirea unui tren este finalizat i cnd exist suficient timp pentru operaiunile respective nsistem. Timpul necesar pentru manevrarea unui tren aflat n ateptare pn la intrarea n terminalpoate fi definit c un timp variabil sau c o constana de timp.


32/45

32

5.4. Modelarea resurselor i proceselor (infrastructura, echipament i for de munc)

Exist dou tipuri de resurse care sunt utilizate n cazul terminalelor hub, i anume, macaralei sistemul de transport intern. Acestea pot fi modelate att cu ajutorul modelului sincronizat ct icu modelul nesincronizat. Macaralele pot ndeplinii mai multe func

ii, la transbordarea unit

ilor

de ncrcturde pe un tren pe un alt tren, sau de pe un tren n zon de depozitare i invers etc.ntr-un model ideal, orice macara poate procesa orice unitate de ncrctur. ntr-un model realfiecare macara poate procesa doar unitile de ncrctur care se afl n sectorul ei. Sectoarelemacaralelor ocup spaiul terminalului mprit la numrul acestora. Aceast abstractizare reducerealitatea i complexitatea modelului deoarece programarea problemelor, cum ar fi distribuireaunitilor de ncrctur pentru fiecare macara sunt evitate.

Programul de lucru al macaralelor trebuie optimizat n aa fel nct fiecare macara s aib ungrad de utilizare asemntor cu al celorlalte, pentru a putea egaliza unitile de ncrctur pemacara. Totui, studiile MEYER (1998) i ALICKE (1999) au demonstrat c echilibrarea utilizriide 100% nu poate fi atins. Minimul, mediul sau maximul n unitile de ncrctur pe macaraexprimate n timpul alocat pentru deservirea unui lot de 6 trenuri relev faptul c cel mai lung timpde utilizare al unei macara este cuprins ntre 3 i 15 minute n studiul lui ALICKE (pentru 8macarale) i este cuprins ntre 9 i 19 minute n studiul lui MEYER (10 macarale). Este de ateptatc macaralele de la marginea terminalului s aib o productivitate mai mic. Modelul idealpresupune o echilibrare de 100% a utilizrii macaralelor ceea ce poate duce la o subestimare atrenurilor deservite n unitatea de timp. Pn la urm, macaraua care deservete trenurile pe ceamai lung perioad de timp determin momentul n care lotul este deservit. Acest lucru trebuieavut n vedere n planificarea factorului de corecie pentru timpul ciclic al unei macara.5.5. Modelarea computerizat

Transformarea de la un model conceptual la simulare computerizat se desfoar n maimuli pi. Este recomandat efectuarea urmtorilor pai:

- alegerea limbajului;- construcia modelului computerizat (etap de programare);- specificarea variabilelor i parametrilor (colectare de date);- verificarea modelului;- validarea modelului.

Danielle STEKELENBURG, un student la sisteme de inginerie, a construit un modelcomputerizat sub ndrumarea Dr. Ir. C. VERSTEEGT. n timpul verificrii modelului au fostfcute rulri ale programului pentru a vedea dac acesta se comport n felul n care ar trebui.(LAW & KELTON, 1991). Verificarea este un proces continuu care este utilizat la nceputulconstruciei modelului. Au fost folosite dou tehnici de verificare n vederea testrii modeluluiaflat n dezvoltate. Prima tehnic este constituit dintr-o parcurgere structurat n care


33/45

33

dezvoltatorul de program a detaliat codul de programare declaraie cu declaraie. n cea de-a douatehnic, autorul a rulat diferite teste dinamice. Procesul de introducere a datelor a fost efectuat nmod contient, fiind urmritcu atenie. Ordinea i derularea anumitor evenimente a fost verificatcu ajutorul unei simulri ce a avutloc cu vitez redus. Modelarea efectiv implic i operaia deprogramare a urmtoarelor aspecte:

- sosirile

i expedierile trenurilor;

-

fluxurile de trafic;- regulile de prioritate;- alte elemente.

Avnd n vedere faptul c o simulare nu include i o evaluare a costurilor, trebuie modelatun calcul separat. Pentru acest lucru trebuie este necesar a fi utilizate perspective economice petermen mediu i lung de tip business. Att costurile totale anuale, ct i costurile pe unitatea dencrctur trebuie evaluate. Calcularea costurilor implic inclusiv deprecierea, costul de interes,precum i costurile operaionale.

5.6. Evaluarea costurilor

Pentru evaluarea costurilor se va folosi un model simplu, aritmetic, pentru calcularea decategorii de costuri, costuri anuale i costuri pe unitate de ncrctur. Calcularea costurilorimplic o abordare n care trebuiesc luate n calcul costuri de depreciere, costuri de interes icosturi operaionale.

Costurile capitale sunt de dou feluri:- de amortizare;- de interes.

Costuri de amortizare a sumei investite divizat pe durata de via a echipamentelor, suntcompuse din urmtoarele:

- infrastructura de transport feroviar i nu numai. Aici pot fi incluse calea ferat,locurile de depozitare a pieselor de schimb, suprafee pavate etc.;

- cldirile aferente;- echipamentele de manevrare i manipulare. Acestea pot fi macarale, locomotive de

manevr, sistemele din terminalele de transport etc.;- Software specializat pentru controlul sistemului.

Costurile de interes sunt cele legate de urmtoarele elemente:- infrastructura de transport feroviar i nu numai. Aici pot fi incluse calea ferat,

locurile de depozitare a pieselor de schimb, suprafee pavate etc.;- cldirile aferente;- echipamentele de manevrare i manipulare. Acestea pot fi macarale, locomotive de

manevr, sistemele din terminalele de transport etc.;- teren de amplasare(suprafaa terminalului);


34/45

34

- Software specializat pentru controlul sistemului.

Costurile operaionale care sunt de patru feluri.Costurile forei de munc, compuse din:

- salarii;- securitate social;-

pensii;- asisten social;- prime;- bonuri de mas;- sporuri de noapte sau pentru zile festive.

Costuri de consum:- costurile pentru consumul de motorin pentru locomotivele de manevr;- Consumul de energie electric necesar traciunii trenurilor care intr n terminal, macarale

i sistemul intern de transport (dac acesta exist).Costuri de mentenan(operaiunile de reparaii i ntreinere):

- echipamente;- infrastructur;- cldiri(ateliere, hale etc.);- software pentru controlul sistemelor operaionale.

Ar mai exista i alte costuri ce nu pot fi incluse n categoriile de mai sus, cum ar fi costurilede asigurri, opera

iunile de administrare, de organizare (cum ar fi marketingul), rela

iile cu

publicul, consultana juridic, telecomunicaiile, taxele etc.Costul pe unitate dencrctur calculat anual

Evaluarea costurilor constituie o operaiune dificil deoarece datele din literatur despecialitate nu sunt concise. De asemenea, existi anumite costuri variabile care sunt determinatede factorii umani sau naturali. Acetia pot fi consumul de combustibil sau eventuale reparaii carepot aprea n urma fenomenelor naturale produse n perioad respectiv (situaiile de formajor).

Toate costurile enumerate mai sus sunt legate de hubi de operaiile ce au loc n acesta. norice caz, ntrzierea trenurilor fa de programul de sosiri poate afecta derularea corect aoperaiunilor n hub, situaie care poate determina o cretere a costurilor.


35/45

35

5.7. Concluzii

n acest capitol obiectivele au fost elaborarea i diferenierea unui model. Acest lucru nu afost posibil din cauza diferenelor dintre terminale. Din cauza diferenelor dintre operaiilesincronizate i nesincronizate pentru fiecare hubtrebuie construit un model diferit. n orice caz, unmodel poate reprezenta att sta

iile de manevr cu cocoa

a ct

i cele simple. Diferen

ele dintre

cele dou terminale i operaiunile de schimb pot fi scoase n evidena utiliznd diferite valoripentru modelul parametrilor i al variabilelor.

Teoriile logistice i de ateptare au fost folosite ca o inspiraie teoretic pentru abstractizareaunui sistem real. Astfel, operaiile de schimb sunt percepute c un lot de sosiri a unitilor dencrctur sau a vagoanelor care au un flux diferit n timpul deservirii acestora. Cnd cere readepete capacitatea terminalului apr trenuri n ateptare. Reguli care nu exist n teoriaateptrii sunt aplicate pentru a controla fluxul de ncrctur i vagoane. Astfel, operaiile deschimb nu pot fi modelate folosind aceste teorii. Dup term inarea operaiilor, unitile dencrctur sau vagoanele sunt trimise ctre staiile de destinaie n loturi.

Aceast abordare conduce la abstractizri semnificative a sistemului real n urmtoarelemoduri:

- dimensionarea infrastructurii nu este modelat. Infrastructura liniilor de cale ferat, zonede ateptare i a zonei de depozitare sunt modelate cu capacitate nelimitat;

- poziia exact a ncrcrii sau descrcrii trenurilor, n zonele de depozitare aferente,precum i poziia exact a vagoanelor nu este luat n considerare. De asemenea,originea i destinaia trenurilor, sau detaliile cu privire la tipul i mrimea unitilor dencrctur i vagoanelor nu sunt luate n considerare;

- fiecare macara poate procesa orice unitate de ncrctur, n timp ce n realitate oricemacara poate procesa doar unitatea de ncrctur din sectorul ei de activitate. O utilizareechivalent a macaralelor este asumat;

- fiecare tren din lotul din care aparine, are un numr egal de uniti de ncrctur ivagoane;

- nu exist o corelaie ntre loturi i numrul de uniti de ncrctur sau vagoane.Aceti parametrii pot varia independent;

- operaiile de schimb a unitilor de ncrctur sau vagoanelor unui tren suntdistribuite egal ntre celelalte trenuri ale lotului;

- timpul de expediere a unui tren nu este modelat. Dup derularea operaiunilor, trenulprsete sistemul;

-

tipul de echipament i dimensiunea infrastructurii terminalului sunt reflectate ntimpul de distribuie;

- modelarea este fcut pentru operaiile de schimb care au loc pentru o singur zi;- ordinea serviciilor este determinat de prioriti;- efectele reelei nu sunt luate n considerare.


36/45

36

Modelul adoptat n acest capitol ne conduce la un concept transparent, ce prezint odistincie crescut ntre terminale. Modelul se concentreaz pe interaciunea dintre programul desosire al trenului (caracteristicile acestuia), procesul strategic de control i efectele deserviriiloturilor trenului n raport cu timpul. Un element crucial al modelului este timpul de deservire,care este reprezentat c o funcie de distribuie. Estimarea distribuiei acestor funcii este de oimportant crucial pentru modelul numeric, dar

i pentru conceptul modelului computerizat. n

validarea modelului operaiile din terminal au o distribuie egal (echilibru de 100%). Aceastpresupunere poate duce la subestimarea trenurilor care pot fi deservite n unitatea de timp.

n continuare sunt detaliate anumite aspecte legate de simularea computerizat a acestorprocese:

- relaiile de schimb nu sunt precizate, unitile de ncrctur i vagoanele sunt regrupaten cadrul aceluiai tren. Scopul principal al simulrii este acela de a estima durat acumulata operaiilor de schimb, care au lor pentru un tren sau un lot de trenuri;

- ordinea i prioritatea operaiilor nu sunt programate conceptual;- dup evaluarea timpului de intrare n hub (din reea) sau eventual din grupa de

a teptare, timpul de manevr efectiv (durat de deplasare) poate varia ntre 3 i 6 minute,fiind luat n considerare odeplasare cu viteza de 20 km/h.


37/45

37

Capitolul 6. Exemplu de modelare a unei reele de tip hub and spoke

Considerm o reea cu nnoduri i cu opiunea de lega orice pereche de noduri pe care o vomdenumi N. Designerul dorete sa selectezephub-uri nNi saloce fiecare nod dinNunui hub.Daca ksi msunt noduri hubi nodurile isi jsunt alocate lui ksi m, respectiv, atuncidrumul de livrare al bunurilor de la nodul i ctre nodul j este i-k-m-j. Presupunnd c Dijreprezint timpul aleatoriu ntre nodurile i i j cu un timp mediu de cltorie de dij i odeviaie standard de ij. Presupunnd c (0,1) acesta fiind factorul de parcurgere temporalaunui arc din reea (arc dintre hubi nod). Durata totala timpului pe i-k-m-j este:

Tijkm= Dik+Dkm+ Dmj. (1)

Vom nota cu

timpul maxim nominal ntre toate perechile de noduri din re

ea. Vom

presupune un []ca fiind nivelul de deservire. Astfel, nivelul de deservire garantat nseamncorice nod ii j, cu probabilitatea de valoare , ca timpul de livrare a bunurilor din nodul ipana n nodul j frca acestea sdepeasc. De exemplu, dac= 24 si =0.95, atuncinivelul de satisfacie pe care timpul de parcurgere din nodul in nodul j, nu va depii 24 deore pentru 95% din cltorii. Acest nivel de deservire este de obicei utilizat n call centeri n alteservicii de telecomunicaii. Cu siguran, un design de preferat este cel n care are o valoare ctmai mic, iar are o valoare ct mai mare. n orice caz, aceti doi parametrii actioneazde obiceiiunul mpotriva celuilalt. De exemplu, o valoare mare a lui rezultntr-o valoare relativ mare alui.

Definind Xikca o variabilbinar, cum ar fi Xik= 1 daci numai dackeste un hubinodul ieste alocat lui k. Astfel ,putem definii relaiile de mai jos: Pr(p> ( D i k+ aDfcm+ D m j) X ikXim), Vi, j,k,m N (2)

Xik= 1, i N (3)kN

Xi k Xkk, i, k N (4)

Xkk= p, (5)k N

Xi k{0,1}, i, k N (6)n formulele anterioare, obiectivul de a minimiza timpul maxim nominal dintre toate

perechile de noduri din reea. Constrngerea (3) indicfaptul cfiecare nod este alocat exact unui


38/45

38

singur hub. Constrngerea (4) aratcdacnodul ieste alocat hub-ul lui katunci nodul keste cu siguranun hub. Constrngerea (5) specifica csunt exact phub-uri. Constrngerea (3)ne aratcXikeste o variabilbinar. Cea mai complicatconstrngere (2) definete nivelul dedeservire astfel: probabilitatea ca timpul de parcurgere al oricruiarc sfie mai micsau egalcu i mai mare sau egalcu = . Putem observa cdacXik= 0 sau Xjm= 0, i-k-m-j nu este undrum valid ntre nodurile ii j. n acest caz, constrngerea (2) rmne valabildin cauza cPr( 0) = 1 i aceastconstrngere devine redundant. De asemenea, dactimpul de parcurgere al

arcelor este deterministic, constrngerea este echivalentcu urmtoarea:

( d ik+ dfcm+ d m j ) X ikXim, (7)

Acest lucru constituie o extensie a problemei deterministice p-hub. Pn n acest momentavem nevoie de o presupunere specificpentru probabilitatea distribuiei a timpului de parcurgereal unui arc Dik, sau relaiile dintre timpii aleatorii de parcurgere pe diferite arce. n orice caz,aceastformulare implicatt variabile ntregi ct i constrngeri. Aceste lucruri fac ca formularea

computerizat s fie de nerezolvat. n acest moment putem presupune n primul rnd cDijestedistribuit uniform i n al doilea rnd cDkleste independent de oricare dintre nodurile i, j,k, l unde (i,j) (k,l). Bazndu-ne pe aceast presupunere, timpul total de parcurgere este

Tijkm= Dik+Dkm+ Dmj pentru drumul i-k-m-j care este de asemenea distribuit folosind tijkm= dik+dkm + dmj i deviaia standard:

() (8)

Faptul cTijkmare o distribuie normal, arat faptul c constrngerea este echivalent cuurmtoareaconstrngere deterministic: (tijkm+ zijkm) XikXjm (9)

unde, zeste valoarea z pentru o distribuie normalcare satisface ecuaia Pr (Z z) = i z esteo variabil aleatorie de distribuienormal.

Evident cvaloarea optimpentru este diferitde 0. Deoarece Xikeste o variabilbinar,este uor de verificat c, constrngerea (tijkm+ zijkm) XikXjmpentru toate valorile i, j, k i mN pot fi nlocuite colectiv de urmtoareaconstrngere:

(tijkm+ zijkm) (XikXjm-1) i, j, k i m N (10)

De asemenea, constrngerea anterioar, este redundant dac Xik = 0 sau Xjm = 0 astfel,aceasta poate fi echivalentcu urmtoareaconstrngere:


39/45

39

(tijkm+ zijkm) (XikXjm-1) i,j,m N (11)k N

O abordare similarpoate fi aplicatpentru durata parcurgerii unui arc dac indicele Tijkmeste cunoscut i unde acesta satisface ecuaia Pr (Dik+Dkm + Dmj Tijkm) = .

Presupunnd cXjm= 1 si dmi= max dmlsi Xin= 1, vom avea urmtoareleconstrngeri iinegaliti.

(tijkm+ zijkm) (12)

= dim+dnm+dmj+z () (13)

dim+dmj+ zmj (14)

= dmj + max dml+ zmj (15)

> U (16)

O reformulare a situaiei anterioare,poate fi vzutan felul urmtor:

(dik+km+dmj+ z )Yijmk, (17)

Yikmj Zik + Zjm1 (18)

Zik=1 (19)k N

Zik Zkk (20)

Zik= p (21)k N

Yikmj {0,1} (22)

Xik {0,1} (23)

unde i, j, m i k N.


40/45

40

Considerm o reea care conine dounoduri origine, Asi Bcare expediazunitidencrcturctre un singur nod destinaie C, prin intermediul a dounoduri de tip hubH1iH2. Dac lum n considerare timpul mediu n care sunt parcurse arcele reelei, care suntdetaliate n figura y, putem gsicu uurina un design de minimizare a celui mai lung drum. Prinrutarea nodurilor Ai Bprin nodul H1cu finalitate n nodul Cvom obine calea cea mailungca fiind egalcu 15 uniti temporale (figura 7). Se presupune cn realitate arcul A-H1este cel mai volatil arc i timpul de parcurgere poate crete de la 15 pnla 20 uniti temporale.Creterea timpului de deservire va avea ca efect nendeplinirea timpului de livrare ntre nodurileAi C.

Figura 7. Reprezentarea n re

ea a timpilor de parcurs.

Aceastnendeplinire va duce la creterea timpului de deservire de pnla 20 - 25 de unititemporale pentru fiecare livrare n parte, crescnd costurile i ducnd la pierderea unor potenialiclieni pe viitor. Dacvom incorpora variaia timpului de deservire pe arcul A-H1, presupunndctoate celelalte arce au o variaie micsau inexistent, vom avea ca o variantmai bunalegereanodului H2ca i hub-ul reelei. Acest lucru va creste garantarea livrriicu 0.5 uniti temporalei va scdeantrzierile livrrii,care vor avea un impact negativ asupra costului.

Importana timpilor de expediere

Presupunem c avem soluiile optime unde expedierile nesincronizate nu sunt luate nconsiderare pentru reea dac aruncm o privire pe o parte mic dar critic a reelei, cum ar fiunde se gsete cea mai lunga niruire de arce, ne putem da seama aa cum se vede n figura z canodurile i si isunt alocate hub-ului k, unde k = m si nodul j este alocat hub-ului m. Acest lucrunseamnctimpii de cltorie i deviaia standard a timpului aleatoriu a unitilorTik, Tiki Tmj,pot fi gsii de asemenea n figura 8:tik= 15, ik= 5

tik= 10, ik= 8tmj= 5, mj= 2


41/45

41

Figura 8. Reprezentarea simplificat a reelei din studiu.

Calea i-k-jo vom numii calea A, iar calea i-k-jo vom numi calea B. Nivelul dedeservire este = 0.95, ceea ce nseamncpentru fiecare cale A i B vom avea urmtoarele:

0.95 Pr [Tik+ Tmj ] (24)

0.95 Pr [Tik+ Tmj ] (25)

Aflndpe pentru fiecare cale, vom obine urmtoarelerezultate:A = 15+5+1.65 = 28.8855 (26)

B= 10+5+1.65 = 28.6062 (27)Acest lucru demonstreaz faptul c drumul A este o cale de legmnt, = A. Dac

metodologia design-ului se pstreaz atunci calea A i pstreaz statutul chiar i n cazultimpilor comuni de plecare.

Vom ncepe prin a analiza timpii de plecare care vor fi liberi alei. Este uor de vzutcaresunt timpii de expediere, Dk, n hub-ul k:Dk= max (Tik, Tik) (28)

Din cauza dependenei pe care o avem pentru fiecare cale, A i B, vom aveaurmtoarelerelaii:

0.95 Pr [Tik Dk] Pr [Dk+Tmj ] = 1A2 (29)

0.95 Pr [Tik Dk] Pr [Dk+Tmj ] = 1B2 (30)

Pentru a gsiminimul timpului maxim de plecare vom considera c0.95 = 1A2= 1B2 =12, ceea ce nseamnc:

DkA= 15+5z1 (31)


42/45

42

DkB= 10+8z1 (32)

unde z1este valoarea lui zpentru distribuia normalstandard pentru probabilitatea 0.95 1 DkB sau (33)

15+5z1> 10+8z1 (34)

Funcia 15+5z i 10 + 8 z sunt liniare i convexe, iar max (15+5z, 10 + 8z) este deasemenea convex. Funcia 5+z2 este liniari convexca urmare a valorilor lui z2i din cauzaprobabilitii 2= 0.95 / 1. Calea de legmntva fi determinata astfel:

min max (15+5z1, 10+8z1) + 5 + 2z2 (35)

Avnd in vedere faptul csuma a doufuncii convexe este de asemenea convex,cretereasau descreterea lui z1va avea loc n jurul valorii de 5/3. Descreterea va nsemna cz1> 5/3 ceeace nseamncarcul i-k va determina fluxul de expedieri, iar calea Bva fi calea de legmnt.Alegerea a douvalori, una mai micdect 2 i una mai mare dect 5/3 pentru z1, va arata daccreterea sau descreterea drumului este mai micsau mai mare dect z = 1.66 (5/3). Pentru z 1={1.65, 1.66, 1.67, 1.68} este echivalent pentru un timp de cltorieegal cu {34.75 , 34.18 , 33.80 ,33.72}. Astfel, minimul celei mai lungi ci va utiliza un timp de plecare la hub-ul k determinat dearcul i-k. Avnd n vedere cvaloarea optimva fi gsitaatunci cnd z1> 5/3 fcndastfel calea

B sfie cale de legmnt.Rezultatele nu sunt aceleai atunci cnd timpii de plecare nu sunt luai n considerare i prinurmare, soluia rezultat poate snu fie optim atunci cnd aceti timpi vor fi adugai. Pentrutimpii de expediere fixai, indicele dkpoate fi dedus cu uurina. Vom considera dk=23.5 care varezulta n urmtoarelerelaii pentru fiecare dintre cileAsi B:

0.95/( Pr [Tik dk]) Pr [dk+Tmj ] (36)

0.95/ (Pr [Tik dk] Pr [dk+Tmj ] (37)

Aflarea lui pentru fiecare cale unde dk = 23.5, va duce la urmtoarelerezultate:A= 33.56B= 33.70

Acest lucru, denot faptul c drumul B este n aces

1. Transport multimodal de marfa

Documents

rezult o valoare optim

tip hub and spoke 123

o poziie puternic pepia

reelele hub and spoke1

origine s aibaceiai

schimb n terminale rutier

schimb n noile hub

modelare n terminale